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Introducción
El envejecimiento de la población es un hecho a nivel global, actualmente alrededor del 7% de la población mundial es mayor de 65 años, y en los países desarrollados este porcentaje es aún mayor (15%)1. En Chile en el año 2012, existía una cantidad de adultos mayores (AM) superior al 15% de la población total, y se espera que para el 2025 la población mayor de 60 años constituya un 20%, lo que superará el porcentaje de población menor de 15 años2. En este contexto, los cambios fisiológicos asociados al envejecimiento generan una serie de modificaciones funcionales, destacando una disminución en la capacidad funcional (CF), que se vincula al sedentarismo. De acuerdo con esto, sólo un 7% de los AM realiza actividad física de mediana intensidad, lo que se traduce en una disminución progresiva de la CF3.
La práctica regular de actividad física se asocia a beneficios en el control de enfermedades cardiometabólicas y musculoesqueléticas4. El tipo de ejercicio físico realizado en esta población se orienta en la participación social activa, incorporando ejercicios aeróbicos de baja o mediana intensidad y trabajos de fortalecimiento muscular5. En este sentido, surge un método alternativo de entrenamiento que se ha aplicado tanto a deportistas como a personas con enfermedades cardiorrespiratorias. Este método es conocido como inspiratory muscle training, o entrenamiento de la musculatura inspiratoria (EMI), que consiste en la utilización de un dispositivo inhalador que otorga resistencia al flujo de aire inspiratorio; siendo de fácil utilización y una alta aplicabilidad por parte del usuario6.
El objetivo del estudio fue analizar el efecto del entrenamiento de la musculatura inspiratoria con la válvula umbral sobre la capacidad funcional en mujeres físicamente activas mayores de 60 años pertenecientes la Asociación Cristiana de Jóvenes (YMCA) Santiago de Chile.
Materiales y métodos
El estudio constó de 15 mujeres AM, sanas, sin antecedentes mórbidos diagnosticados ni reportados, que no presentaran alguna lesión o enfermedad que les impidiera caminar. 10 individuos se clasificaron como el grupo entrenamiento (GE; edad = 74,22 ± 7,07 años), y el grupo control estaba conformado por 5 individuos (GC; edad = 74,8 ± 7,98 años) (Tabla 1). El muestreo fue realizado por conveniencia, generando una distribución desigual asociada a la cantidad de participantes que cumplían los criterios de ingreso. Los individuos participaban en un programa de ejercicio y salud pertenecientes al Centro de Ejercicio Adaptado (CEA). El programa consistió en la realización de ejercicio aeróbico continuo, flexibilidad, coordinación, fuerza y estabilización lumbo-pélvica, supervisado por educadores físicos, kinesiólogos y médicos especialistas. Todos los participantes son físicamente activos (≥150 minutos de actividad física de intensidad moderada o vigorosa por semana). Los criterios de exclusión fueron: presión arterial sobre 130/85mmHg no controlada y/o alguna patología músculoesquelética, metabólica o sistémica aguda o crónica que les impidieran realizar el protocolo de ejercicios.
Tabla 1 Características antropométricas de los participantes
| Variable | Grupo control | Grupo entrenamiento |
|---|---|---|
| Edad, años | 74,8 ± 7,98 | 74,22 ± 7,07 |
| Peso, Kg | 69,8 ± 6,91 | 70,44 ± 9,99 |
| Altura, metros | 160,2 ± 5,07 | 157,4 ± 7,04 |
| IMC, Kg/mts2 | 27,24 ± 2,90 | 28,3 ± 2,52 |
Procedimiento
El estudio se realizó en el Laboratorio de Fisiología del Ejercicio de la Universidad Santo Tomás, sede Santiago, en conjunto con el YMCA. Los sujetos fueron distribuidos en dos grupos mediante aleatorización simple. El 100% de los sujetos se mantuvieron en el programa de ejercicios del CEA por 4 semanas y 5 veces a la semana. El grupo GE realizó el entrenamiento de la musculatura inspiratoria en conjunto con el programa de ejercicios (Figura 1). El GC sólo realizó su programa habitual de ejercicios. Se controló la frecuencia cardiaca, presión arterial, y percepción de esfuerzo a través de la escala Borg con fines de seguridad y control, así como la correcta hidratación de los participantes y se evitó el consumo de alimentos en las dos horas previas a la medición.
Presión Inspiratoria Máxima (Pimax)
Durante la mañana (entre las 8 y 10 horas), se realizó la medición de la presión inspiratoria máxima (Pimax), dos días antes y después de las 4 semanas que duró la intervención. Previo a la medición de la Pimax, las participantes debían estar durante 10 minutos en reposo. Para su implementación se utilizó un equipo de pimometría (CareFusion modelo Micro RPM, USA), que registra la presiones inspiratoria máximas permitiendo evaluar la fuerza de los músculos respiratorios, y con estos datos graduar la válvula Threshold al porcentaje buscado. La prueba se realizó con el sujeto sentado, posicionándose una naricera para obstruir esa vía aérea, con el tórax y cuello en posición erguida y con ambos pies apoyados sobre el piso. Posteriormente, se le coloco una boquilla con filtro, sellada con los labios. Se le solicitó que realice una exhalación suave, pero completa y que luego inhalara fuerte y rápido durante aproximadamente 2 segundos. Se obtuvo 3 intentos reproducibles (menos de 10% de diferencia entre los dos de mayor valor), en caso de no alcanzar valores esperados se realizó hasta 8 intentos, con pausas de 1 minuto entre cada intento7.
Lactacidemia
El lactato sanguíneo fue registrado pre y post evaluación del test de marcha de 6 minutos (TM6M), tanto al inicio como al final de la intervención de 4 semanas con la vávula Threshold. La condición previa (reposo) se consiguió con el sujeto en decúbito supino durante 10 minutos, posteriormente desde sedente se efectuó una punción a nivel del ortejo del dedo anular derecho para obtener una muestra de sangre capilar para analizar con equipo Accutrend Plus ® (Roche, Suecia), el procedimiento fue repetido inmediatamente finalizado el test de marcha de 6 minutos.
Test de marcha 6 minutos (TM6M)
La valoración de la capacidad funcional aeróbica se cuantificó con el TM6M, test submáximo que expresa la distancia recorrida durante 6 minutos en una superficie plana delimitada cada 30 metros. Se controló presión arterial, frecuencia cardiaca, saturación de oxígeno, escala de Borg y doble producto antes y después de la prueba. Previo al test, se verificó que los participantes no hubiesen realizado esfuerzo físico extenuante. Todos los sujetos debieron permanecer en reposo por lo menos 15 minutos antes de realizar el TM6M. Por último, se les indicó que no consumieran ningún tipo de estimulante de la frecuencia cardiaca, los días en que se realizó el test8.
Entrenamiento de la musculatura inspiratoria
Para realizar el entrenamiento de la musculatura inspiratoria (EMI) se utilizó la válvula umbral. El GE realizó 30 esfuerzos respiratorios al 60% del Pimax, en aproximadamente 10 a 15 minutos, una vez al día, 5 veces a la semana, durante 4 semanas, siendo a elección propia los 5 días de la semana que la persona quiso realizar las sesiones. La inspiración se realizó desde el volumen residual hasta la capacidad inspiratoria máxima, manteniendo el aire por 3 segundos y luego exhalando. Se reguló la intensidad una vez a la semana, de acuerdo a la progresión de la Pimax. Para mantener un control del entrenamiento, se confeccionó una lista de chequeo con todas las sesiones disponibles, donde cada persona marcó los días que entrenó9,10.
Análisis estadístico
Se aplicó la prueba de Shapiro Wilk para establecer la distribución de normalidad de las variables del estudio, lactato, Pimax y TM6M. Para los que poseen distribución no normal se utilizó la prueba no paramétrica de U de Mann-Whitney para determinar si la diferencia previa y posterior al EMI es significativa, estableciendo el nivel de significancia en un p valor <0,05. Se empleó el software GraphPad Prism versión 6.0.
Resultados
Variables hemodinámicas y antropométricas
Los datos de los 15 AM se presentan en la Tabla 2. No se observaron diferencias en el peso corporal, frecuencia cardiaca de reposo, doble producto y presión arterial entre los grupos control y de intervención antes de la evaluación.
Tabla 2 Efectos del programa de entrenamiento con válvula umbral para el grupo de entrenamiento vs. control
| Variable | Grupo control | Grupo entrenado | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pre-entrenamiento | Post-entrenamiento | % de cambio | valor p | Pre-entrenamiento | Post-entrenamiento | % de cambio | valor p | |
| FC, lpm | 79,80 ± 8,23 | 78,60 ± 7,30 | - 1,2 ± 1,37 | 0,0058 | 67,67 ± 8,03 | 69,78 ± 6,38 | - 5,5 ± 2,61 | <0,0001 |
| Presion arterial, mmHg | ||||||||
| Sistolica | 118,6 ± 8,9 | 111 ± 9,61 | - 2,1 ± 2,66 | 0,0400 | 119,33 ± 8,32 | 119,44 ± 6,42 | - 3,5 ± 2,75 | 0,0030 |
| Diastolica | 63,8 ± 4,14 | 60,6 ± 3,78 | - 1,0 ± 4,69 | 0,6465 | 71,3 ± 4,58 | 66,11 ± 7,81 | - 3,6 ± 6,55 | 0,0739 |
| PAM | 80,87± 2,18 | 78 ± 2,74 | - 1,5 ± 3,17 | 0,1535 | 87,23 ± 4,23 | 83,89 ± 6,59 | - 3,7 ± 3,50 | 0,0040 |
| Doble producto, UA | 1 ± 1 | 1 ± 1 | - 4,4 ± 5,07 | 0,0320 | 1 ± 1 | 1± 1 | - 9,3 ± 5,3 | <0,0001 |
| Lactato, mmol/L | 2,54 ± 0,83 | 2,88 ± 1,13 | - 2,1 ± 2,66 | 0,0400 | 3,16 ± 0,51 | 2,51 ± 0,39 | - 3,5 ± 2,75 | 0,0030 |
| Pimax, cmH2O | 56,6 ± 23,24 | 53,80 ± 22,48 | - 1,0 ± 4,69 | 0,6465 | 42,11 ± 14,5 | 60,44 ± 14,4 | - 3,6 ± 6,55 | 0,0739 |
| TM6M, metros | 458,4 ± 66,63 | 435,8 ± 50,32 | - 1,5 ± 3,17 | 0,1535 | 448,8 ± 72,3 | 449,6 ± 70,9 | - 3,7 ± 3,50 | 0,0040 |
| Percepción del esfuerzo | 6,2 ± 2,68 | 5,8 ± 3,56 | - 4,4 ± 5,07 | 0,0320 | 5,56 ± 1,81 | 4 ± 2 | - 9,3 ± 5,3 | <0,0001 |
Los datos se expresan por medio ± SD. PAM (Presión arterial media); FC (Frecuencia cardiaca); TM6M (test marcha 6 minutos); UA = Unidades arbitrarias. * Diferencia significativa entre el entrenamiento previo y posterior (valor p <0,05)
Entrenamiento de la musculatura inspiratoria
Se evaluó el efecto del EMI sobre la concentración de lactato, Pimax, escala de percepción del esfuerzo y el TM6M. Como muestra la Figura 2 (A, B y D), los valores del primero evidenciaron una reducción en el GE, 3,16 ± 0,51 a 2,5±0,39 con un valor de p<0,049, el segundo presentó un incremento en el GE, 42,1 ± 14,57 a 60,44 ± 14,47 con un valor de p<0,017. El tercero disminuyó en ambos grupos, sin embargo, se observan cambios significativos en el GE, 5,56 ± 1,81 a 4 ± 2 con un valor de p<0,043. Por último, el TM6M, no presentó cambios en sus valores absolutos en ningún grupo (Figura 2) (C). No obstante, se puede observar una diferencia de cambio porcentual entre el GE y GC, con un valor de p<0,031, (Figura 3). El GC no mostró cambios en ninguna de sus variables, (Tabla 2).
Los valores absolutos antes (barras blancas) y después (barras negras) de 4 semanas de entrenamiento con válvula umbral. GC (grupo control), GE (grupo entrenado). A y B evidencian los cambios en la concentración de lactato y Pimax respectivamente para ambos grupos. C y D muestran los cambios en la distancia recorrida y percepción del esfuerzo, respectivamente. Promedios y desviación estándar; *p<0,05 según prueba de U de Mann-Whitney.
Figura 2 Efecto del entrenamiento con válvula umbral en el grupo entrenamiento vs. control
El test de marcha de 6 minutos (TM6M), muestra el porcentaje de cambio en metros recorridos, grupo control (barra blanca) y grupo entrenamiento (barra negra). Promedios y desviación estándar; *p<0,05 según prueba de U de Mann-Whitney
Figura 3 Porcentaje de cambio en los metros recorridos después del entrenamiento con válvula umbral
Discusión
El entrenamiento de la musculatura inspiratoria es un método específico que contribuye al incremento de fuerza y resistencia de la musculatura respiratoria. En este sentido, esta musculatura posee características similares a la fibra muscular esquelética, por tanto, debería responder al entrenamiento de forma similar al músculo locomotor, aplicando una carga fisiológica adecuada. No obstante, existe cierta controversia en la dosificación del ejercicio (volumen e intensidad) necesario para generar adaptaciones musculares y funcionales en esta población11.
Sumado a lo anterior, un incremento en las demandas metabólicas de los músculos respiratorios no entrenados afectaría la capacidad funcional. En esta línea, Moreno12, establece la relación entre la fuerza muscular inspiratoria con el VO2máx, señalando que un correcto EMI influye en el metabolismo energético de estos, generando menor demanda de oxígeno, asociado a una menor acumulación de lactato posterior a un esfuerzo físico; lo que se traduce en una mejor capacidad funcional. Esto concuerda con los resultados presentados en este estudio, que muestra una tendencia estadísticamente significativa sobre el lactato sanguíneo (p < 0,049) entre el GE comparado con el GC. Los hallazgos descritos guardan relación con los reportados por Tong, et al.13, quienes estudiaron en 30 deportistas universitarios la función de los músculos inspiratorios después de un EMI, argumentando una eficiencia en el barrido láctico asociado a las adaptaciones de fuerza y resistencia del diafragma. Dicho evento podría explicarse por la función del equilibrio ácido-base, optimizando el control de la acidosis metabólica mediante un eficiencia del funcionamiento de los quimiorreceptores que modulan los mecanismos de frecuencia y amplitud en el patrón respiratorio, estableciendo un control en el equilibrio ácido-base en condiciones de ejercicio14) .
Dos posibles mecanismos pueden explicar el menor aumento de la concentración de lactato desde un estado basal post ejercicio15:
1) Después de entrenar la musculatura inspiratoria hay una reducción de la demanda energética debido al menor trabajo respiratorio.
2) Los músculos entrenados usan más lactato como combustible para su propia actividad.
El primer mecanismo ocurre por la vinculación del lactato con la fatiga, debido a que existen estudios como el de Archiza, et al.,16, sus resultados muestran que con el EMI se mejora el suministro de oxígeno y sanguíneo en la musculatura locomotora, retrasando la aparición de la fatiga. Lo anterior es enfatizado por Rodríguez, et al., quien presenta resultados similares en 20 mujeres AM, evidenciando una mejor capacidad aeróbica y retrasando la aparición de la fatiga17. La conclusión de estos autores es que al postergar la depleción de glucógeno, se pospone la fatiga, definiéndose ésta como “la incapacidad de seguir manteniendo una fuerza muscular apropiada al esfuerzo, llevando a disminuir la performance del sujeto”18. Este concepto de fatiga en la musculatura respiratoria está ligado a procesos de activación de los mecanorreceptores y el metabolorreflejo. Lo anterior, se explica en la fuerza contráctil asociada con el ejercicio, se presume que aumenta la deformación mecánica del diafragma e incrementan los metabolitos asociados a la progresión del esfuerzo como: la adenosina, ácido láctico, fosfato y cationes, vinculados a fibras aferentes III y IV respectivamente19, provocando una respuesta simpática asociada a una vasocontricción de la musculatura locomotora, intensificando la fatiga de la musculatura activa e incrementando la percepción del esfuerzo como lo señala Romer20.
El segundo mecanismo se explica mediante la adaptación de los músculos respiratorios, incrementando la capacidad de metabolizar lactato y al mismo tiempo incrementar la remoción de lactato circulante en la sangre. Esto concuerda con una investigación en animales donde se demostró que se puede consumir más lactato en ejercicio intenso, llevando así a una mayor metabolización de este sustrato, y por lo tanto disminuyendo su concentración en sangre. Resultados similares fueron obtenidos por Mehani18, argumentando una disminución del metabolorreflejo, atenuando el fenómeno de vasoconstricción en los músculos de las extremidades inferiores.
La mitad de la energía requerida por el diafragma es derivada del metabolismo de los carbohidratos, donde principalmente es utilizado el lactato, por lo tanto al entrenar el diafragma, se estará utilizando más lactato como sustrato energético. Lo anterior se relaciona íntimamente con el Pimax, que se incrementó debido al entrenamiento, fortaleciendo la musculatura accesoria de la respiración y al mismo diafragma; ayudando al proceso de ventilación, que posterga la aparición de la fatiga, y dilata el proceso de redistribución de sangre al estar el sujeto bajo una alta intensidad de ejercicio21. En este estudio los valores del Pimax, también presentan mejoras en comparación al GC (p < 0,017), dichos resultados se asemejan a los de Kilding y Karadalli22. En cuanto a la rutina de entrenamiento, siguió lo propuesto por Holm23, entrenar cinco veces por semana, ya que esto se ajustaba al itinerario de los sujetos de prueba. Se decidió utilizar una rutina sencilla de 30 repeticiones, una vez por día, todo esto por un total de 4 semanas10.
Acerca del TM6M, se puede evidenciar que no hay significancia en los valores obtenidos antes y después de la intervención entre el GE y el GC. Lo anterior se puede ese explicar ya que el TM6M, es una prueba de campo que pasa a ser subjetiva, ya sea por la motivación y estado físico general de la persona estudiada, como también, el trato que el evaluador a cargo le dé al sujeto. Sin embargo, al normalizar y analizar las diferencias de variación entre los grupos, se puede observar los cambios esperados, asociado a la ganancia en los metros recorridos post intervención. Esto se puede responder al vincular el retraso en la aparición de la fatiga periférica, descrita en los párrafos anteriores.
Por último, la percepción del esfuerzo también presentó modificaciones en GE, disminuyendo sus valores (p < 0,043). Los cuales condicen con Figueiredo, et al.5, debido a que el entrenamiento al que fue sometido el grupo experimental tiene como objetivo la postergación de la aparición de la fatiga y por ello se espera una disminución en la percepción del esfuerzo. No obstante, es importante que el sujeto al que se administra esta escala esté familiarizado con ella, ya que diversos factores como los sicológicos y/o emocionales pueden influir entre en la fatiga reportada por cada individuo23.
Conclusiones
Los datos obtenidos en este estudio no evidencian cambios favorables en los metros recorridos después de la intervención, hecho que se traduce en la ausencia de modificaciones de la CF. Sin embargo, el EMI mostro una disminución sobre la concentración de lactato después del programa de ejercicio, lo que podría identificar un retraso en la aparición de la fatiga, evitando la competitividad energética entre la musculatura respiratoria y locomotora. De acuerdo con los resultados alcanzados en este estudio se sugiere incorporar un EMI en los programas de ejercicio con orientación en salud, con el fin de proporcionar estrategias simples y aplicables que permitan mejorar la CF de las personas AM.
A futuro se recomienda agregar periodos más largos de entrenamiento para evaluar si la respuesta observada se modifica en el tiempo, del mismo modo es esperable incorporar una mayor cantidad de participantes con distintas condiciones.
